电磁振荡 电磁波.doc

用心爱心专心

电磁振荡电磁波

教学目标
1．知道电磁振荡的两种起振方法．
2．掌握振荡电流随时间变化规律．
3．知道振荡周期．
4．知道电磁场电磁波电磁波的波速．
教学重点、难点分析
电磁振荡过程各物理量随时间的变化规律．
教学过程设计
教师活动
一、电磁振荡
复习提问：自感现象，自感系数．
1．电磁振荡的产生
2．给LC回路供给能量方式——起振方式
（1）电容充电起振（图3-11-1）．

S先合1，然后合2，试分析电容和线圈中电量q和电流I及相关联量随时间的变化规律．
理论证明，q和I随t按正弦规律变化，图像如图3-11-2甲所示

（2）电感线圈感应起振（图3-11-3）．

S由闭合到断开，如上分析q和I随时间变化规律，并作出图像
学生活动
当导体电流发生变化时，在导体自身产生电磁感应现象称自感现象，

本身决定．
给LC回路提供能量后，利用电容器的充放电作用和线圈产生自感电动势的作用，使LC回路中产生振荡电流，同时电容器极板上电荷q及与q相关联的电场（E，U，E电），通电线圈的电流I及与I相关联的磁场（B，，E磁）都发生周期性变化的现象，称电磁振荡．其中，产生的大小和方向周期性变化的电流称振荡电流．产生振荡电流的电路称振荡电路．最简单的振荡电路是LC振荡电路．

[例1]如图3-11-4LC回路中将一条形磁铁插入螺线管中，回路中将发生什么变化？属于哪种形式的起振？分析能量关系

3．试总结电磁振荡的规律
4．振荡周期和频率
——产生振荡电流．
——电磁感应起振．
——条形磁铁的机械能——磁场能——电场能．
（1）一周内电容两次充放电，电容充电时电流减小，电容放电时电流增大．
（2）振荡电流是正（余）弦交流电，一周内电流方向改变两次．
（3）电量最大时，电流最小，电量最小时，电流最大．

其中
L：线圈自感系数．
单位：亨利，还有毫亨，1毫亨=10-3亨C：电容．
单位：法拉，还有微法，皮法．
1微法=10-6法拉，1皮法=10-12法拉
[例2]如图3-11-5所示电路中，电感线圈的电阻不计，原来开关闭合，从断开开关S的瞬间开始计时，以下说法正确的是
A·t=0时刻，电容的左板带正电，右板带负电

解题方法：作出图像．

[例3]如图3-11-6，LC振荡电路正处在振荡过程中，某时刻L中的磁场和C中电场如图所示，可知
A．电容器中的电场强度正在增大
B．线圈中磁感应强度正在增大
C．该时刻电容器极板上电荷最多
D．该时刻振荡电流达最大值

二、电磁波
1．麦克斯韦电磁场理论的要点
2．电磁场的产生
3．电磁波的传播
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．
周期性的磁场在周围空间产生周期性变化的电场，在这周期性变化的电场周围空间又产生同频率的周期性变化的磁场——这样变化的磁场和变化的电场相互联系着，形成一个不可分离的统一体，就是电磁场．
（1）不需要任何介质
（2）在真空中任何电磁波传播速度都是C=3.00×108m/s，跟光速相同．
（3）频率不同的电磁波波长不同．三者关系式

（4）电磁波是横波．
同步练习
一、选择题
1．有一个LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波．若要产生波长比原来短的电磁波，应[]
A．增加线圈匝数
B．在线圈中插入铁心
C．减小电容器两极板的正对面积
D．减小电容器两极板的距离
2．按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是[]
A．稳定的电场周围产生稳定的磁场
B．变化的电场周围产生变化的磁场
C．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场
D．振荡电流周围产生同频率的振荡磁场
3．电磁波在传播过程中，不变的物理量有[]
A．频率B．波长
C．振幅D．波速
4．如图（甲）所示的LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图（乙）所示，且把通过P点向右的电流规定为乙图中坐标轴i的正方向，则[]
A．0.5s至ls的时间内，电容器C在充电
B．0.5s至ls的时间内，C的上板带正电荷
C．ls至1.5s的时间内，Q点比P点电势高
D．ls至1.5s的时间内，磁场能正在转化成电场能
5．关于LC振荡电路，下列说法错误的是[]
A．当电容器极板电荷为零瞬间，振荡电流达到最大值
B．振荡电流的方向和大小作周期性变化，每秒钟改变数次
C．电容器被振荡电流充电时，电路的磁场能逐渐转化为电场能
D．当电感线圈两端电压最小时，电路的磁场能最大
二、计算题
6．线圈和可变电容器组成的振荡电路，可变电容器的最大电容是最小电容的9倍．当电容器的动能全部旋入定片间时，振荡电流辐射电磁波的波长为300m，若将电容器动片全部从定片间旋出，则辐射电磁波波长多大？
参考答案
1．C2．CD3．A4．AC5．B6．100m